首頁(yè)  ?  科學(xué)  ?  待解之謎

揭秘4D打印:自動(dòng)組裝 靈感來(lái)自生物自我復(fù)制

揭秘4D打印:自動(dòng)組裝 靈感來(lái)自生物自我復(fù)制

2013-05-06 10:06:37

  隨著科技的發(fā)展,3D打印讓人們可以輕松完成對(duì)于想象中物體的制作。比如說(shuō),你可以利用3D打印機(jī)“打”出一個(gè)飛機(jī)模型。但你聽(tīng)說(shuō)過(guò)4D打印嗎?和3D相比,這種更高級(jí)的技術(shù)除了有“長(zhǎng)寬高”這些立體的三維結(jié)構(gòu),還增加了一個(gè)所謂的“時(shí)間線”。一旦它進(jìn)入現(xiàn)實(shí)生活,很多科幻電影里才有的場(chǎng)面就會(huì)出現(xiàn)在你的面前。

  如果椅子能夠自我變形

  思凱勒·蒂比茨是麻省理工自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人,今年2月他在加利福尼亞長(zhǎng)灘島舉行的TED會(huì)議上公布了他們所研發(fā)的4D打印技術(shù)。消息一出,整個(gè)業(yè)界為之沸騰,連帶著相關(guān)高科技材料的股票也出現(xiàn)暴漲。

  什么是4D打印?聽(tīng)起來(lái)它只是比3D打印多了一個(gè)數(shù)字,但實(shí)際上卻是完全不同的概念。“3D打印要預(yù)先建模、掃描,然后用相應(yīng)的材料按照之前的計(jì)劃完全復(fù)制。”蒂比茨說(shuō),“4D打印則是直接將想要的性狀輸入材料當(dāng)中,然后物體會(huì)‘自動(dòng)’出現(xiàn),不需要任何復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備。”

  這聽(tīng)起來(lái)很玄妙,事實(shí)上做起來(lái)也是如此。非物理學(xué)、材料學(xué)以及計(jì)算機(jī)學(xué)專業(yè)的人會(huì)暈頭轉(zhuǎn)向,但如果換一種方式解釋呢?工程軟件開(kāi)發(fā)商“歐特克”(Autodesk)一直以來(lái)都在研究4D打印技術(shù),他們的首席研究科學(xué)家卡羅·奧古因打了個(gè)比方:“想象一下你從宜家買回來(lái)一張椅子,將它放在房間,然后它會(huì)自動(dòng)組裝,這就是4D打印。”

  靈感來(lái)自生物自我復(fù)制

  麻省理工的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室一直都對(duì)生物的自我復(fù)制感興趣,蒂比茨更是如此。早在2011年參加TED會(huì)議時(shí),他就談到了自己對(duì)于未來(lái)制造業(yè)的期待。“我相信機(jī)器和建筑很快就能夠自我組裝、復(fù)制以及修復(fù),因?yàn)檫@是自然系統(tǒng)的內(nèi)在能力。”

  “在當(dāng)前的制造業(yè)中,我們可以用兩年半時(shí)間修建一座有50萬(wàn)甚至上百萬(wàn)個(gè)部件組成的摩天大樓。這是非常復(fù)雜的設(shè)計(jì),使用了最先進(jìn)的鋼鐵、混凝土以及玻璃。我們還可以用5年時(shí)間來(lái)制造令人激動(dòng)的航天器,它們有250萬(wàn)個(gè)組成部分。”這些都是了不起的成就,但是和自然系統(tǒng)相比呢?“我們有200萬(wàn)種類型的蛋白質(zhì),它們能在一萬(wàn)納秒(時(shí)間單位,即一秒的10億分之一)內(nèi)折疊起來(lái)。而在大約1小時(shí)的時(shí)間內(nèi),30億個(gè)堿基對(duì)會(huì)進(jìn)行DNA復(fù)制。”

  經(jīng)過(guò)這樣的比較,蒂比茨說(shuō)人類的能力顯得相當(dāng)渺小,“可是如果能夠?qū)W會(huì)自然系統(tǒng)的規(guī)律,那我們構(gòu)建事物的方式就會(huì)變得無(wú)比高效。”

  解碼和材料選擇是關(guān)鍵

  如今,蒂比茨和他的實(shí)驗(yàn)室真的帶來(lái)了4D打印的概念和顯示作品,并在今年的TED會(huì)議時(shí)演示了這一技術(shù)。在視頻當(dāng)中,他“打印”出一條“繩子”。之后,這根“繩子”自己扭成了一個(gè)立方體。這只是眾多復(fù)雜步驟中的一個(gè),如果有10萬(wàn)條“繩子”的話,它們會(huì)變成更加復(fù)雜的東西。

  根據(jù)科技博客“Geek”的解釋,4D打印的關(guān)鍵不在于最終能夠生成什么,而是在過(guò)程中的“形變”。“4D打印中的第四個(gè)維度是‘自主組裝’,”文章寫(xiě)道,“但歸根結(jié)底還是‘時(shí)間’,因?yàn)榻M裝過(guò)程是在打印之后發(fā)生的。物體被打印出來(lái),然后跟某種介質(zhì)接觸,產(chǎn)生預(yù)設(shè)反應(yīng)。在蒂比茨的實(shí)驗(yàn)中,水是形變的介質(zhì)。”

  當(dāng)然,不是所有材料和水接觸后都能完成“自主組裝”,解碼和材料選擇是關(guān)鍵。蒂比茨將想要制作的內(nèi)容進(jìn)行解碼,這是一種類似于解析人類DNA序列的逆向工作。然后,他選擇普通塑料和一種活性物質(zhì)(蛋白質(zhì)),將解碼后的序列植入其中。接下來(lái)奇跡就出現(xiàn)了,這些帶著“智慧”的物質(zhì)會(huì)按照設(shè)想發(fā)生形變,“它們可以扭轉(zhuǎn)120度、負(fù)120度,直至到達(dá)最精確的位置。”

  • 相關(guān)閱讀
  • 時(shí)間:真實(shí),還是幻覺(jué)

      時(shí)間,究竟是真實(shí)存在,還是我們的主觀幻覺(jué)?偉大的物理學(xué)家阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的相對(duì)論認(rèn)為,時(shí)間是人們的一種認(rèn)知錯(cuò)覺(jué)。許許多多的物理學(xué)家,也基本如是認(rèn)為。  但理論物理學(xué)家、加拿大圓周理論物理研...

    時(shí)間:05-07
  • 治療腦癱的“神藥”是怎樣煉成的?

      一瓶100毫升、成本幾塊錢的中藥合劑,在官方報(bào)紙上刊登廣告,竟被說(shuō)成“專門(mén)治療帕金森、老年癡呆、腦萎縮等疑難雜癥的國(guó)家新藥”。日前,記者采訪發(fā)現(xiàn),屢次因做虛假?gòu)V告宣傳、夸大療效被有關(guān)部門(mén)查處...

    時(shí)間:05-06
  • 重金屬中毒損害機(jī)體器官是不可逆的

      4月25日,黃浦區(qū)檢察院以涉嫌故意殺人罪對(duì)復(fù)旦大學(xué)“4.1”案犯罪嫌疑人林某依法批準(zhǔn)逮捕。犯罪嫌疑人林某雖被警方帶走,但事件似乎并未因此平息,仍然迷霧重重。  劇毒的二甲基亞硝胺  導(dǎo)致復(fù)旦研...

    時(shí)間:05-03
  • 機(jī)器人伙計(jì)來(lái)了 不會(huì)降低人工勞力作用

      2011年2月,超級(jí)計(jì)算機(jī)“沃森(WATSON)”在全美聞名的電視智力競(jìng)賽節(jié)目《危險(xiǎn)邊緣》中,以壓倒性優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)勝該節(jié)目有史以來(lái)最優(yōu)秀的兩位人類冠軍。  沃森可謂“身世顯赫”。其前輩“深藍(lán)...

    時(shí)間:05-03
免責(zé)聲明:本網(wǎng)對(duì)文中陳述、觀點(diǎn)判斷保持中立,不對(duì)所包含內(nèi)容的準(zhǔn)確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請(qǐng)讀者僅作參考,并請(qǐng)自行承擔(dān)全部責(zé)任。 本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載圖片、文字之類版權(quán)申明,本網(wǎng)站無(wú)法鑒別所上傳圖片或文字的知識(shí)版權(quán),如果侵犯,請(qǐng)及時(shí)通知我們,本網(wǎng)站將在第一時(shí)間及時(shí)刪除。
主站蜘蛛池模板: 成年男人的天堂| 亚洲精品第一国产综合精品| 国邦征服雪婷第二篇| 亚洲中文精品久久久久久不卡| 日本人强jizzjizz| 性XXXXBBBBXXXXX国产| 亚洲国产精品线在线观看| 色偷偷色噜噜狠狠网站久久| 扒开女人双腿猛进入爽爽视频 | 国产丝袜第一页| 99re6在线播放| 日本中文字幕在线视频| 亚洲欧美日韩综合久久| 色噜噜在线视频| 国产换爱交换乱理伦片| a级毛片在线视频免费观看| 日韩免费电影在线观看| 亚洲色大成网站www永久男同| 青青草国产精品久久| 国内精品久久久久久久久蜜桃 | 欧美深夜福利视频| 国产av熟女一区二区三区| 2021在线永久免费视频| 成人污视频在线观看| 亚洲一区无码中文字幕| 欧美视频日韩视频| 另类ts人妖专区| 久久精品久噜噜噜久久| 天堂久久久久va久久久久| 久久免费的精品国产V∧| 欧美特黄录像播放| 后入内射欧美99二区视频| 被黑化男配做到哭h| 国产超碰人人爽人人做人人添| 中文字幕在第10页线观看| 樱花草在线社区www韩国| 免费A级毛片AV无码| 青青草成人在线| 国产精品第9页| 一区二区三区四区国产| 日韩欧美国产综合|